李 賓
(新疆烏蘇市農(nóng)村飲水安全工程管理站,新疆 烏蘇 833000)
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新疆烏蘇某飲水安全工程輔助設備設計分析
李賓
(新疆烏蘇市農(nóng)村飲水安全工程管理站,新疆 烏蘇 833000)
飲水安全工程直接影響到居民的生命健康,是最基本的社會保障工程之一。隨著科技的發(fā)展,目前很多輔助設備已被成功用于水質(zhì)保障工作中。以烏蘇市某飲水安全工程建設為實例,介紹了包括水質(zhì)凈化設備、自動化監(jiān)控設備等設計工作情況,為以后類似的飲水安全工程建設提供了一定的可參考經(jīng)驗。
烏蘇市;飲水安全;輔助設備;設計;分析
雖然我國新疆自治區(qū)水資源擁有量很大,但是大部分以河流及冰川形式存在,地下水資源量很少,且分布極度不均,且區(qū)內(nèi)農(nóng)村飲水安全問題突出。根據(jù)調(diào)查顯示:通過對全區(qū)182個農(nóng)村水源地進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)水質(zhì)達標率僅為79.5%左右,主要超標項目為硫酸鹽、氯化物和氟化物等。此外,區(qū)內(nèi)水質(zhì)檢測機構(gòu)僅有不到10家,且檢測技術(shù)和能力薄弱。低質(zhì)量的飲用水直接影響了當?shù)鼐用竦纳硇慕】担壳耙殉蔀樽璧K當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的一大障礙。
烏蘇市位于新疆準噶爾盆地西南邊緣,本文所描述的項目工程是為解決烏蘇市境內(nèi)26個村的飲水安全問題,共計包括1.28萬人和8.9萬頭(只)牲畜。本項目主要包括水廠工程、輸配水管網(wǎng)工程和自動化監(jiān)控工程等。本文主要對水廠工程中的清水池及凈水設備和自動化監(jiān)控工程等輔助設備的設計情況進行詳細分析。
2.1清水池的設計分析
清水池的主要作用是調(diào)節(jié)水廠的均勻供水和滿足用戶的不均勻用水,平衡這兩者之間的差額。此外,清水池還能延長水體與氯的接觸時間,增加殺菌效果。而清水池的各項參數(shù)需根據(jù)實際使用需求進行設計確定[1]。經(jīng)計算,本項目區(qū)用水量約為2 999.52 m3/d,設計在主管道處新建一座清水池,其有效容積按照(1)計算,得出其有效容積WC=750 m3,最終設計值確定為1 000 m3。參照國家建筑標準設計96S833《矩形鋼件混凝土清水池》標準圖集,設計池頂復土高度為1 m,清水池底寬15.9 m,長15.9 m,高4 m。
WC=W1+W2+W3
(1)
式中:Wc為清水池有效容積;W1為調(diào)節(jié)容積(m3),按最高日用水量的20%計算;W2為水廠自用水量(m3);W3為安全貯量(m3),按最高日用水量的5%計算。
2.2凈化設備設計分析
為了保證水質(zhì)安全,設計選用LJD型一體化全自動凈水設備對該項目區(qū)的水質(zhì)進行凈化作業(yè)。該型設備具有以下特點:(1)結(jié)構(gòu)緊湊一體化,管理方便、占地?。?2)工程基建量小、投產(chǎn)快、易組合配套;(3)凈水效率高,出水水質(zhì)好,造價低,制水成本低;(4)可間斷或連續(xù)運行,性能穩(wěn)定、工作無噪聲;(5)自動化運行,水廠可以做到無人值守[2]。
LJD型高效凈水器由混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮、過濾、濾池反沖等六個主要部分組成,其工藝流程圖見下圖1所示,即:原水投加混凝劑后經(jīng)管道混合器充分混合,通過凈水機內(nèi)格板反應裝置把水中懸浮顆粒物凝結(jié)成大顆粒的絮狀物(俗稱礬花),進入高效斜管沉淀池充分沉淀后流入全自動過濾池過濾,濾后水經(jīng)投加消毒液后進入清水池。當原水用提升泵或自流供水時,進水閥與清水池液位進行聯(lián)鎖控制,可以做到智能化控制,變成真正的“傻瓜型”小自來水廠。通過該設備處理后,確保確保水質(zhì)達到下表1的規(guī)定標準。
圖1 本項目凈水系統(tǒng)工藝流程圖
濁度(NTU)肉眼可見物鐵(mg/L)細菌總數(shù)(個/ml)大腸菌群(個/L)1無0.05100無
本項目的LJD型一體化全自動凈水設備采用了模塊化設計,提升泵或進水閥與清水池液位實行聯(lián)鎖控制,可以做到智能化控制,其凈水能力可達200 m3/h。設備中過濾材料選用輕質(zhì)懸浮式濾料EPS發(fā)泡濾珠(具有質(zhì)輕、吸附能力強、不易變形、使用壽命長、無毒副作用等優(yōu)點,其粒徑為1.5~2.0 mm,堆積密度80~100 kg/m3)。而傳統(tǒng)的石英砂過濾器由于濾料的局限性不適合濁度高、濁度變化較大的地表水,濾料易板結(jié),產(chǎn)水量小,導致設備無法正常使用[3]。
該設備設有格板反應絮凝區(qū)、高效斜管沉淀區(qū)和全自動過濾區(qū),采用絮凝沉淀+過濾二單元組合式設計,再配以清水池液位控制系統(tǒng),使設備進出水、排污、反沖洗自動運行,組成一個科學的、先進的水處理工藝。
2.3自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設計分析
隨著現(xiàn)代化通信技術(shù)與自動控制技術(shù)的發(fā)展,“數(shù)字水利”的時代已經(jīng)到來。采用數(shù)字視頻處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等先進通信技術(shù)的圖像監(jiān)控系統(tǒng),可以實時觀測泵房、水廠的各種變化及電機、水泵的運行情況,為水廠管理人員提供直觀的圖像信息,從而大大減少管理人員的勞動強度[4]。
該飲水安全工程自動監(jiān)控系統(tǒng)將建成一個以計算機、網(wǎng)絡、通信、智能、自控等技術(shù)為基礎,能夠遠程、及時、連續(xù)、準確地實現(xiàn)對飲水過程中各監(jiān)測監(jiān)控站點的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進行實時采集、傳輸、控制、處理和分析,并根據(jù)獲得的實時水位、流量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)信息進行科學合理的分析與決策,其主要包括以下幾個子系統(tǒng):
(1)建設通信子系統(tǒng)
在本工程水廠與水源取水口之間建設專用無線視頻傳輸系統(tǒng),用于對水源取水口的電動閘閥進行遠程控制,并將控制信息傳輸?shù)奖鞠到y(tǒng)的中心站;水廠蓄水池的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)通過遠程控制的將數(shù)據(jù)進入中心站,水廠進水口和供水管道主要分水處的流量監(jiān)測系統(tǒng)通過數(shù)傳電臺方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>
(2)建設中心站網(wǎng)絡子系統(tǒng)
中心站在水廠中央控制室,是本系統(tǒng)的具體運行管理機構(gòu),負責實現(xiàn)水廠自身的業(yè)務管理和接收并處理各監(jiān)測監(jiān)控站點的所有的監(jiān)測、監(jiān)控信息。在此能夠集成匯總監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù),形成數(shù)據(jù)中心,同時預留有與市農(nóng)村供水總站、市水利局數(shù)據(jù)信息共享與交換接口,并為農(nóng)村安全飲水工程提供服務[5]。
(3)建設水質(zhì)監(jiān)測子系統(tǒng)
在水廠蓄水池上安裝水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),主要監(jiān)測指標為濁度分析,用于對供水水質(zhì)進行實時自動監(jiān)測,確保水質(zhì)安全供應。
(4)建設流量監(jiān)測子系統(tǒng)
在各水廠的進水口和輸水管道的主要分水處安裝流量計,用于對各水廠的供水量進行準確與實時的計量。通過流量的分析對整個輸水管道進行管道狀態(tài)監(jiān)視,為及時準確的發(fā)現(xiàn)各供水管道是否運行正常、是否有泄漏、是否有爆管,以及定位泄漏點,快速處理供水管線突發(fā)性的管道過壓和地下泄露事故提供依據(jù)。
(5)建設應用管理系統(tǒng)軟件
根據(jù)本工程自動監(jiān)控系統(tǒng)的實際情況和業(yè)務應用需要,開發(fā)應用管理系統(tǒng)軟件一套,主要包括數(shù)據(jù)接收、水源取水口閘閥控制、水質(zhì)和流量監(jiān)控等[6]。
通過科學合理設計和提高相關輔助系統(tǒng)的技術(shù)水平,該飲水安全系統(tǒng)的可靠性及自動化程度大大提高,水質(zhì)也達到了標準要求,使該區(qū)群眾的日常用水有了保障。本文主要針對清水池、凈化設備、自動化監(jiān)控設備設計進行了分析介紹,有較強的實用價值,較為符合因地制宜原則,達到了較好的經(jīng)濟及社會效益。
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[5]唐振柱,鐘格梅,劉展華.2008年廣西農(nóng)村集中式飲水安全工程水質(zhì)衛(wèi)生監(jiān)測分析[J].環(huán)境與健康雜志.2009,(10):37-40.
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2016-04-26
李賓(1976-),男,河南社旗人,工程師,主要從事農(nóng)村飲水和渠道工程。
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